專利名稱：具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，尤指一種具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于近代石化能源逐漸匱乏，對(duì)節(jié)能產(chǎn)品需求日益擴(kuò)大，因此發(fā)光二極管(LED)的技術(shù)有長足的進(jìn)步。而在石油價(jià)格不穩(wěn)定的條件之下，全球各個(gè)國家積極地投入節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)，將發(fā)光二極管應(yīng)用于省電燈泡便是此一趨勢下的產(chǎn)物。此外，隨著發(fā)光二極管技術(shù)的進(jìn)步，白光或其它顏色(例如藍(lán)光)發(fā)光二極管的應(yīng)用也逐漸廣泛，現(xiàn)今其應(yīng)用已可包括液晶顯示器(IXD)的背光板、打印機(jī)、用于計(jì)算機(jī)的光學(xué)連接構(gòu)件、指示燈、地面燈、 逃生燈、醫(yī)療設(shè)備光源、汽車儀表及內(nèi)裝燈、輔助照明、主照明...等。發(fā)光二極管除了由于耗電低、不含汞、壽命長、二氧化碳排放量低等優(yōu)勢外，全球各國政府禁用汞的環(huán)保政策，也驅(qū)使研究人員投入白光發(fā)光二極管的研發(fā)與應(yīng)用。在全球環(huán)保風(fēng)潮方興未艾之際，被喻為綠色光源的發(fā)光二極管可符合全球的主流趨勢，如前所指，其已普遍應(yīng)用于3C產(chǎn)品指示器與顯示裝置之上；而再隨著發(fā)光二極管生產(chǎn)良率的提高，單位制造成本也已大幅降低，因此發(fā)光二極管的需求持續(xù)增加。承前所述，此刻開發(fā)高亮度的發(fā)光二極管已成為各國廠商的研發(fā)重點(diǎn)，然而當(dāng)前的發(fā)光二極管仍存在缺陷，使得發(fā)光效率無法達(dá)到最佳狀態(tài)。于過去技術(shù)中，曾選擇采用覆晶式結(jié)構(gòu)或是垂直式電極結(jié)構(gòu)來提升發(fā)光效率。由于一般發(fā)光二極管是采用將藍(lán)寶石基板直接黏在杯座上的封裝方式；然而這樣的封裝方式會(huì)使光在輸出時(shí)，會(huì)受到黏接墊片及金屬打線的阻擋而導(dǎo)致發(fā)光亮度降低，因此有采用覆晶式結(jié)構(gòu)來改善光會(huì)被阻擋的缺陷。還有一種改善方式則為使用電流阻擋層。一般發(fā)光二極管的電流方向?yàn)樽疃搪窂?，如此將使大部分的電流皆注入P型電極下方的區(qū)域。這樣將導(dǎo)致大部分的光聚集在P型電極下方，因而使所產(chǎn)生的光被P型電極所阻擋而無法大量輸出，造成光輸出功率下降。因此，可使用電流阻擋層(Current Blocking Layer)來改善,此方法是使用蝕刻與化學(xué)氣相沉積的方式，來將絕緣體沉積于組件結(jié)構(gòu)中。用來阻擋最短的路徑，因此使發(fā)光二極管的電流往其余路徑來流動(dòng)，進(jìn)而使組件的光亮度提升。然而，該些方法并非針對(duì)發(fā)光二極管的發(fā)光層是全方向發(fā)光的特性，而發(fā)光二極管于使用上并非全方向都能采光，因此往非理想出光方向發(fā)散的光線將無法被有效利用，形成能量的浪費(fèi)。因此，本實(shí)用新型針對(duì)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的做進(jìn)一步突破，以結(jié)構(gòu)上的特殊設(shè)計(jì)使光得以由上方大量出光，以提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的，是提供一種具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其具有梯形側(cè)邊斜面，使部分發(fā)光層所產(chǎn)生的光可經(jīng)由斜面產(chǎn)生折射，使光能較均勻地發(fā)散，提高出光效率。本實(shí)用新型的次要目的，是提供一種具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其上層表面積小于下層，因此發(fā)光層的側(cè)邊部分可以直接向上方出光，而不需經(jīng)由半導(dǎo)體層的影響而造成光衰減。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其是包含:一光學(xué)反射層；一 P型半導(dǎo)體層，是設(shè)于該光學(xué)反射層的上方；一發(fā)光層，是設(shè)于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的上方；及一 N型半導(dǎo)體層，是設(shè)于該發(fā)光層的上方；其中，該光學(xué)反射層的一底部長度大于該N型半導(dǎo)體層的一頂部。本實(shí)用新型中，其中該光學(xué)反射層的二側(cè)邊是連接于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的二側(cè)邊，更進(jìn)一步與該發(fā)光層及該N型半導(dǎo)體層的二側(cè)邊相連接，且該光學(xué)反射層、該P(yáng)型半導(dǎo)體層、該發(fā)光層與該N型半導(dǎo)體層的二側(cè)邊分別呈一平面。本實(shí)用新型中，更進(jìn)一步包含一金屬導(dǎo)電層，是設(shè)于該光學(xué)反射層的下方。本實(shí)用新型中，更進(jìn)一步包含一基板，是設(shè)于該金屬導(dǎo)電層的下方。本實(shí)用新型具有的有益效果透過本實(shí)用新型的具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，該發(fā)光層20所產(chǎn)生的光亮將可集中由發(fā)光二極管的上方均勻發(fā)散，且減少光行進(jìn)中所會(huì)受到的遮蔽，進(jìn)而提高發(fā)光二極管的出光效率。

圖I :其為本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖號(hào)對(duì)照說明ION型半導(dǎo)體層101頂部20發(fā)光層30P型半導(dǎo)體層40光學(xué)反射層401底部50金屬導(dǎo)電層60基板70N型電極 80P型電極具體實(shí)施方式
為使對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下于先前技術(shù)的該些發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其因?yàn)榘l(fā)光二極管的發(fā)光層所發(fā)的光皆為全向性。因此有部份的光可能會(huì)向非理想出光方向發(fā)射出去，些光對(duì)無法提高發(fā)光效率而造成浪費(fèi)。故本實(shí)用新型藉由結(jié)構(gòu)上的改良來集中并提升發(fā)光效率。且此發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，除了一般基礎(chǔ)的發(fā)光二極管之外，亦適合用于高壓發(fā)光二極管(HVLED)、交流電發(fā)光二極管(ACLED)等領(lǐng)域。首先請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型的具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其包含一光學(xué)反射層40 P型半導(dǎo)體層30 發(fā)光層20 N型半導(dǎo)體層10 ;—底部401及一頂部101。其中，該P(yáng)型半導(dǎo)體層30，是設(shè)于該光學(xué)反射層40的上方；該發(fā)光層20，是設(shè)于該P(yáng)型半導(dǎo)體層30的上方；及該N型半導(dǎo)體層10，是設(shè)于該發(fā)光層20的上方；該底部401為該光學(xué)反射層40橫切面的下邊緣長度；而該頂部101則為該N型半導(dǎo)體層10橫切面的上邊緣長度。除了上述組件之外，再請(qǐng)參考圖I，本實(shí)用新型的具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管 結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步包含一金屬導(dǎo)電層50 ;—基板60 N型電極70及一 P型電極80 ;其中，該金屬導(dǎo)電層50是設(shè)于該光學(xué)反射層40的下方；該基板60是設(shè)于該金屬導(dǎo)電層50的下方；該P(yáng)型電極80是設(shè)于該金屬導(dǎo)電層50的上方；而至于該N型電極70，則是設(shè)于該N型半導(dǎo)體層10的上方。本實(shí)用新型的關(guān)鍵技術(shù)特征為透過改變結(jié)構(gòu)而提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。再請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型中，除了該底部401長度小于該頂部101之外，該光學(xué)反射層40的二側(cè)邊是連接于該P(yáng)型半導(dǎo)體層30的二側(cè)邊，并更進(jìn)一步與該發(fā)光層20及該N型半導(dǎo)體層10的二側(cè)邊相連接。除此之外，該光學(xué)反射層40、該P(yáng)型半導(dǎo)體層30、該發(fā)光層20與該N型半導(dǎo)體層10的二側(cè)邊分別呈一平面。在此結(jié)構(gòu)之下，本實(shí)用新型于該光學(xué)反射層40以上至該N型半導(dǎo)體10以下，以橫切面觀之，其為一上窄下寬的梯形結(jié)構(gòu)。而該金屬導(dǎo)電層50的一側(cè)邊與該光學(xué)反射層40的一側(cè)邊相連接，因制程上的結(jié)果而亦為一平滑斜面。于前述的結(jié)構(gòu)之下，本實(shí)用新型的光亮自發(fā)光層20產(chǎn)生后，由于光線是全向性發(fā)光，因此有部分的光將往發(fā)光二極管的側(cè)邊行進(jìn)，而此些光透過本實(shí)用新型于側(cè)邊的斜面設(shè)計(jì)，當(dāng)部分光欲由側(cè)邊平行發(fā)散出時(shí)，將會(huì)受到側(cè)邊斜面的影響而發(fā)生折射。而該些折射的光可提高發(fā)光二極管靠近邊緣部分的光強(qiáng)度，使光發(fā)散的范圍更廣且均勻。而除了往兩側(cè)平行行進(jìn)的光線之外，部分光線則是往該發(fā)光層20的下方行進(jìn)，此時(shí)透過該光學(xué)反射層40的反射功能,原本將由發(fā)光二極管下方發(fā)散的光將可被直接反射往發(fā)光二極管上方行進(jìn)，回到了理想的出光方向，此亦達(dá)到光亮集中出光的效果。至于側(cè)邊的斜面結(jié)構(gòu)除了上述折射的功能之外，還有減少該發(fā)光層20受到上層其余層面的遮蔽而遭削弱出光效果的功能。于本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)中，該發(fā)光層20的邊緣將不會(huì)被該N型半導(dǎo)體層10遮蔽；雖然該N型半導(dǎo)體層10可容許光線通過，但多少會(huì)有光亮在此層被吸收，使光亮度減少。而透過本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，該發(fā)光層20的周邊光線可不受遮蔽而順利出光。除了在設(shè)計(jì)上針對(duì)集中光線方向而為的結(jié)構(gòu)改良之外，本實(shí)用新型為使電流可確實(shí)導(dǎo)通，因此在該光學(xué)反射層40的下方設(shè)置有該金屬導(dǎo)電層50。本實(shí)用新型于應(yīng)用時(shí)，電流自該P(yáng)型電極80流入，經(jīng)位于其下的該金屬導(dǎo)電層50傳導(dǎo)，再向上分別流經(jīng)該光學(xué)反射層40、該P(yáng)型半導(dǎo)體層30、該發(fā)光層20及該N型半導(dǎo)體層10，最后再由該N型電極70導(dǎo)出，故本實(shí)用新型的具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)為一具有可行性的結(jié)構(gòu)。透過此具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，該發(fā)光層20所產(chǎn)生的光亮將可集中由發(fā)光二極管的上方均勻發(fā)散，且減少光行進(jìn)中所會(huì)受到的遮蔽，進(jìn)而提高發(fā)光二極管的出光效率。[0040]綜上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于 本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其是包含 一光學(xué)反射層； 一 P型半導(dǎo)體層，是設(shè)于該光學(xué)反射層的上方； 一發(fā)光層，是設(shè)于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的上方；及 一 N型半導(dǎo)體層，是設(shè)于該發(fā)光層的上方； 其中，該光學(xué)反射層的一底部長度大于該N型半導(dǎo)體層的一頂部。
2.如權(quán)利要求I所述的具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該光學(xué)反射層的二側(cè)邊是連接于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的二側(cè)邊，更進(jìn)一步與該發(fā)光層及該N型半導(dǎo)體層的二側(cè)邊相連接，且該光學(xué)反射層、該P(yáng)型半導(dǎo)體層、該發(fā)光層與該N型半導(dǎo)體層的二側(cè)邊分別呈一平面。
3.如權(quán)利要求I所述的具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，更進(jìn)一步包含一金屬導(dǎo)電層，是設(shè)于該光學(xué)反射層的下方。
4.如權(quán)利要求I所述的具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，更進(jìn)一步包含一基板，是設(shè)于該金屬導(dǎo)電層的下方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有梯形側(cè)邊斜面的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，可用于諸如一般發(fā)光二極管、高壓發(fā)光二極管、交流電發(fā)光二極管等發(fā)光二極管領(lǐng)域；其發(fā)光區(qū)域非具有垂直側(cè)邊，而是為平滑斜面；透過其光學(xué)反射層、P型半導(dǎo)體層、發(fā)光層與N型半導(dǎo)體層等層面的側(cè)邊所共同延續(xù)出的平滑面，配合光學(xué)反射層的功能，使光線可以由發(fā)光二極管的上方均勻出光。且透過暴露出部分發(fā)光層的設(shè)計(jì)，亦減少光線遭遮蔽而遭吸收減弱的效果，進(jìn)而同時(shí)增加發(fā)光二極管的出光效率。
文檔編號(hào)H01L33/24GK202363508SQ20112045680
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者黃國瑞 申請(qǐng)人:鼎元光電科技股份有限公司竹南分公司